KR20180032815A - 잭업 레그 무게중심 조절 장치, 및 잭업 레그 설치 방법 - Google Patents

잭업 레그 무게중심 조절 장치, 및 잭업 레그 설치 방법 Download PDF

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Abstract

잭업 레그 무게중심 조절 장치, 잭업 레그 설치 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치는 잭업 레그에 설치되는 중량물; 및 중량물을 상하 방향으로 구동하여 잭업 레그의 무게 중심을 조절하는 구동부를 포함한다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 초대형 잭업 리그의 레그를 크레인에 의해 권상할 수 있으며, 상부 레그와 하부 레그를 일체화하여 탑재할 수 있다.

Description

잭업 레그 무게중심 조절 장치, 및 잭업 레그 설치 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING CENTER OF MASS OF JACK-UP LEG, AND METHOD OF INSTALLING JACK-UP LEG}
본 발명은 잭업 레그의 무게 중심을 조절하는 장치, 및 잭업 레그의 무게 중심을 조절하여 잭업 레그를 설치하는 방법에 관한 것이다.
잭업 리그(jack-up rig)는 원유, 가스, 해저광물 등의 탐사, 채취, 시추, 가공, 정제, 재기화, 풍력 발전 설비, 저장이나 수송을 위한 터미널 설비 등을 탑재하여 특정 해역에서 목적으로 하는 해양 작업을 수행하는 해양구조물이다. 잭업 리그는 정해진 작업 해역으로 이동한 후, 잭업 시스템(jack-up system)을 구동하여 다수의 레그(leg)를 해저면으로 하강시킴으로써 선체(hull) 및 캔틸레버(cantilever) 부분을 수면 위로 들어올려 필요한 작업을 수행한다.
도 1은 잭업 시스템을 갖는 해양구조물(10)의 개략적인 측면도이다. 도 1을 참조하면, 해양구조물(10)은 해양구조물 본체(12)와, 해양구조물 본체(12)를 관통하여 승강 가능하게 설치되는 다수의 레그(18)를 포함하여 이루어진다. 레그(18)의 승강을 위해, 해양구조물 본체(12)에는 레그(18)의 톱니부(rack gear)와 결합하는 피니언 기어(pinion gear) 및 피니언 기어를 구동하기 위한 모터로 이루어진 잭킹 유닛(도시생략)이 마련될 수 있다.
해양구조물 본체(12)에 레그(18)를 설치하기 위하여, 레그(18)를 크레인으로 권상하는 작업이 필요하다. 그런데 초대형 잭업 리그 또는 수심이 깊은 곳에 설치되는 잭업 리그의 경우, 레그(18)가 수백여 미터의 매우 긴 길이를 가지므로, 레그(18)의 무게 중심이 높고, 이로 인해 통상적인 크레인의 권상 높이를 초과하여 현존하는 크레인 장비로는 설치가 불가능하다.
본 발명은 초대형 잭업 리그의 레그를 크레인에 의해 권상할 수 있도록 하는 잭업 레그 무게중심 조절 장치 및 잭업 레그 설치 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 초대형 잭업 리그의 레그를 일체화하여 탑재할 수 있는 잭업 레그 무게중심 조절 장치 및 잭업 레그 설치 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치는 잭업 레그에 설치되는 중량물; 및 상기 중량물을 상하 방향으로 구동하여 상기 잭업 레그의 무게 중심을 조절하는 구동부를 포함한다.
상기 구동부는 상기 잭업 레그의 무게 중심이 상기 잭업 레그에 와이어가 연결되는 고박 위치보다 낮아지도록 상기 중량물을 하강시킬 수 있다.
상기 구동부는 상기 중량물과 연결된 와이어를 감거나 푸는 윈치와, 상기 윈치를 구동하는 구동 장치를 포함할 수 있다.
상기 잭업 레그 무게중심 조절 장치는 상기 중량물과 상기 잭업 레그 간을 결합시키는 결합부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 잭업 레그에 설치되는 중량물의 높이를 조절하여, 상기 잭업 레그에 와이어가 연결되는 고박 위치보다 상기 잭업 레그의 무게 중심을 낮추는 단계; 및 상기 와이어를 이용하여 크레인으로 상기 잭업 레그를 권상하는 단계를 포함하는 잭업 레그 설치 방법이 제공된다.
상기 잭업 레그의 무게 중심을 낮추는 단계는, 상기 잭업 레그의 무게 중심이 상기 고박 위치보다 낮아지도록 상기 중량물을 하강시키는 단계; 및 상기 중량물과 상기 잭업 레그 간을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 초대형 잭업 리그의 레그를 크레인에 의해 권상할 수 있도록 하는 잭업 레그 무게중심 조절 장치 및 잭업 레그 설치 방법이 제공된다.
또한 본 발명의 실시 예에 의하면, 초대형 잭업 리그의 레그를 일체화하여 탑재할 수 있는 잭업 레그 무게중심 조절 장치 및 잭업 레그 설치 방법이 제공된다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 잭업 시스템을 갖는 해양구조물(10)의 개략적인 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 'A'부의 확대도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)의 사시도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)의 동작 및 작용효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5의 'B'부를 확대하여 보여주는 사시도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 'A'부의 확대도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)의 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)는 중량물(120)과, 구동부(140) 및 결합부(160)를 포함한다.
중량물(120)은 잭업 레그(18a,18c)의 무게 중심을 길이 방향으로 조절하기 위하여, 잭업 레그(18a,18c)에 설치된다. 잭업 레그는 잭업 리그(jack-up rig)와 같은 해양구조물의 본체를 승강시키기 위해 제공될 수 있다. 해양구조물은 예를 들어, 원유, 가스, 해저광물 등의 탐사, 채취, 시추, 가공, 정제, 재기화, 풍력 발전 설비, 저장이나 수송을 위한 터미널 설비 등을 탑재하여 특정 해역에서 목적으로 하는 해양 작업을 수행하도록 제공될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
도시된 예에서, 잭업 레그(18a,18c)는 상부 레그(18a)와 하부 레그(18c)로 이루어져 있으며, 중량물(120)은 상부 레그(18a) 측에 설치되어 있다. 단, 본 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)는 단일의 레그의 무게 중심을 조절하기 위해 제공될 수도 있다.
중량물(120)은 레그(18a,18c)의 중앙 공간을 통해 승강 가능하게 제공될 수 있다. 중량물(120)의 상면에는 구동부(140)의 와이어(146)를 연결하기 위한 러그(146a)가 제공될 수 있다. 도시된 예에서, 중량물(120)은 원기둥 형상으로 이루어져 있으나, 중량물(120)의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
구동부(140)는 중량물(120)을 상하 방향(레그의 길이 방향)으로 구동하여 잭업 레그(18a,18c)의 무게 중심을 조절할 수 있다. 일 실시 예로, 구동부(140)는 잭업 레그(18a,18c)의 무게 중심이 잭업 레그(18a,18c)에 와이어가 연결되는 고박 위치, 예컨대 권상용 지그(18d)의 높이 보다 낮아지도록 중량물(120)을 하강시킬 수 있다.
일 실시 예로, 구동부(140)는 중량물(120)과 연결된 와이어(146)를 감거나 푸는 윈치(142)와, 윈치(142)를 구동하는 구동 장치(144)(예컨대, 구동모터 또는 유압실린더)를 포함하여 구성될 수 있다. 윈치(142)와 구동 장치(144)는 상부 레그(18a)에 설치되어 있으나, 하부 레그(18c)에 설치될 수도 있다. 윈치(142)와 구동 장치(144)는 예컨대 레그를 이루는 기둥(chord)에 견고하게 설치된 브래킷에 고정될 수 있다.
결합부(160)는 중량물(120)의 하중을 하부 측 레그에 작용시키기 위하여, 중량물(120)과 잭업 레그(18a,18c) 간을 결합시킬 수 있다. 일 실시 예로, 결합부(160)는 중량물(120)의 측면에 형성된 러그(162a)에 일단이 결합된 힌지빔(162)과, 힌지빔(162)의 타단에 형성된 후크(164)로 제공될 수 있다. 잭업 레그(18a,18c)에는 결합부(160)의 후크(164)가 결합되는 고리(도 6의 도면부호 166)가 제공될 수 있다.
도시된 예에서, 잭업 레그는 3개의 기둥부(chord)로 이루어진 삼각 형상으로 제공되며, 이에 따라 각 기둥부의 고리(166)에 연결될 수 있도록 중량물(120)의 측면에 120° 간격으로 3개의 힌지빔(162)이 설치되어 있으나, 레그의 형상에 따라 힌지빔(162)의 설치 위치 및 개수는 다양하게 변형될 수 있다.
결합부(160)는 예컨대, 중량물(120)을 잭업 레그(18a,18c)의 기둥부에 묶어 결합시키는 등 힌지빔 외의 다른 다양한 결합 수단으로 제공될 수도 있다. 또한 구동부(140)는 윈치/드럼 외에 예컨대, 유압 실린더나 랙/피니언 구조 등의 다른 승강 수단으로 제공될 수도 있다.
도 4 내지 도 5은 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)의 동작 및 작용효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 5의 'B'부를 확대하여 보여주는 사시도이다. 이하에서 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 잭업 레그 무게중심 조절 장치(100)를 이용하여 수행되는 잭업 레그 설치 방법에 대해 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상부 레그(18a)의 권상용 지그(18b)에 크레인의 와이어(W1)를 연결시킨 후, 크레인에 의해 도 4의 도시와 같이 상부 레그(18a)를 하부 레그(18c) 측으로 하강시킨 다음, 상부 레그(18a)와 하부 레그(18c)를 용접에 의해 결합시킨다. 중량물(120)이 상부에 위치한 상태에서, 상부 레그(18a)와 하부 레그(18c)의 무게 중심(VCG1)은 하부 레그(18c)의 권상용 지그(18d)에 해당하는 와이어 고박 위치보다 높기 때문에, 크레인을 이용한 작업이 불가한 상태이다.
이러한 경우, 크레인에 의해 상부 레그(18a)와 하부 레그(18c)를 일체화하여 권상할 수 있게 하기 위하여, 도 5의 도시와 같이 잭업 레그의 무게 중심(VCG2)이 하부 레그(18c)의 권상용 지그(18d)에 해당하는 와이어 고박 위치보다 낮아지도록 구동부(140)에 의해 중량물(120)을 하강시킨다.
중량물(120)이 하강되면, 힌지빔(162)의 후크(166)를 레그부의 기둥부(18e)에 마련된 고리(166)에 체결하여 중량물(120)에 의한 힘의 작용점이 고리(166)를 통해 중량물(120)의 하강 위치 측에 집중되게 하여, 잭업 레그의 무게 중심이 와이어 고박 위치보다 낮아지도록 한다. 잭업 레그의 무게 중심을 다양하게 조절할 수 있도록, 고리(166)는 기둥부(18e)의 길이 방향을 따라 복수 개 설치될 수 있다.
이와 같이, 잭업 레그의 무게 중심(VCG2)이 와이어 고박 위치보다 낮아지면, 권상용 지그(18d)에 크레인 와이어(W2)를 연결하고, 크레인에 의해 잭업 레그를 구성하는 상부 레그(18a)와 하부 레그(18c)를 일체화하여 권상 및 설치(탑재)할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하면, 초대형 잭업 리그의 레그를 크레인에 의해 권상할 수 있으며, 초대형 잭업 리그의 상부 레그와 하부 레그를 일체화하여 탑재할 수 있다. 또한, 본 실시 예에 의하면, 3개 이상의 레그를 일체화하여 탑재하는 것도 가능하다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
10: 해양구조물 12: 해양구조물 본체
14: 라이저(riser) 16: 웰헤드(well-head)
18: 레그부 18a: 상부 레그
18b,18d: 권상용 지그 18c: 하부 레그
100: 잭업 레그 무게중심 조절 장치 120: 중량물
140: 구동부 142: 윈치
144: 구동 장치 146: 와이어
146a: 러그 160: 결합부
162: 힌지빔 162a: 러그
164: 후크 166: 고리

Claims (6)

  1. 잭업 레그에 설치되는 중량물; 및
    상기 중량물을 상하 방향으로 구동하여 상기 잭업 레그의 무게 중심을 조절하는 구동부를 포함하는 잭업 레그 무게중심 조절 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 잭업 레그의 무게 중심이 상기 잭업 레그에 와이어가 연결되는 고박 위치보다 낮아지도록 상기 중량물을 하강시키는 잭업 레그 무게중심 조절 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 중량물과 연결된 와이어를 감거나 푸는 윈치와, 상기 윈치를 구동하는 구동 장치를 포함하는 잭업 레그 무게중심 조절 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 중량물과 상기 잭업 레그 간을 결합시키는 결합부를 더 포함하는 잭업 레그 무게중심 조절 장치.
  5. 잭업 레그에 설치되는 중량물의 높이를 조절하여, 상기 잭업 레그에 와이어가 연결되는 고박 위치보다 상기 잭업 레그의 무게 중심을 낮추는 단계; 및
    상기 와이어를 이용하여 크레인으로 상기 잭업 레그를 권상하는 단계를 포함하는 잭업 레그 설치 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 잭업 레그의 무게 중심을 낮추는 단계는,
    상기 잭업 레그의 무게 중심이 상기 고박 위치보다 낮아지도록 상기 중량물을 하강시키는 단계; 및
    상기 중량물과 상기 잭업 레그 간을 결합시키는 단계를 포함하는 잭업 레그 설치 방법.
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KR20120139029A (ko) * 2011-06-16 2012-12-27 삼성중공업 주식회사 해상작업용 선박 및 그 선박의 설치방법
KR20130098616A (ko) * 2012-02-28 2013-09-05 삼성중공업 주식회사 부유지지체 및 이를 갖는 파이프라인 부설선

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